一種防爆正壓控制箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電氣控制設備技術領域，具體涉及一種防爆正壓控制箱。
【背景技術】
[0002]在易燃、易爆場所，例如:石油、化工、釀酒、醫藥、油漆、紡織、印染、糧食、軍工、衛星及導彈發射等場所，經常會遇到各種易燃、易爆的具有危險性的氣體和蒸汽，像這些具有一定危險性的廠礦企業，現場都會配有相應的防爆控制箱，主要用來控制照明系統的照明配電箱及用于控制動力系統的動力配電箱，作為動力、照明配電及電動機控制之用，又或者用于防水栗控制、潛水栗控制、消防風機控制、風機控制、照明配電控制之用，控制方式可分為以下多種方式:直接啟動控制、星三角降壓啟動控制、自藕降壓啟動控制、變頻器啟動控制、軟啟動控制等，還可使用隔離開關、熔斷式開關作為隔離分斷點。
[0003]目前普遍市場上的防爆正壓控制箱控制方法多數采用PID或段式控制的微壓差控制體系，其缺點為:換氣方法直接輸入安全氣體到元件腔，排出內部可能存在的可燃性氣體，換氣量大多通過測量換氣時間和氣源壓力來推算，這種換氣方法在一般情況下是可以正常應用的，但是如果出現異常情況例如當電磁閥的開度、氣體壓力等發生未知性變化時就會直接影響單位時間的換氣量，而此時如果未及時發現而照就換氣，這樣就會使在規定的時間內換氣不充分，從而給設備運行設下不安全隱患；另外防爆正壓控制箱的操作順序要求比較嚴格，單一通過人為操作，尤其是在操作人員相對疲勞狀態時，操作步驟容易發生錯誤而引發危險。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型提出一種防爆正壓控制箱，以達到流量與時間的雙控制，提高設備運行更具實用性和安全性的目的。
[0005]—種防爆正壓控制箱，該控制箱包括控制腔、過渡腔和器件腔，其中，控制腔內部主要包括PLC、觸摸屏、語音模塊、中間繼電器、控制繼電器、開關、按鈕和指示燈;所述的過渡腔主要包括用于檢測器件腔內氣壓的壓差變送器;所述的器件腔主要包括用于檢測器件腔內排氣管道氣體流量的流量傳感器、進氣閥、排氣閥、柜門連鎖開關和被保護元件；
[0006]所述的控制腔中，觸摸屏的輸出端、開關的輸出端和按鈕的輸出端連接PLC的輸入端，PLC的輸出端連接中間繼電器的輸入端和控制繼電器的輸入端;所述的指示燈與中間繼電器的常開觸點和控制繼電器的常開觸點相連接，所述的語音報警模塊的輸入端與用于報警輸出的中間繼電器的另一常開觸點連接；
[0007]所述的過渡腔中，壓差變送器的輸出端連接PLC;
[0008]所述的器件腔中，流量傳感器的輸出端連接線和柜門連鎖開關的連接線穿過過渡腔連接PLC;所述的進氣閥和排氣閥通過控制繼電器的其他常開觸點連接電源。
[0009]所述的開關、按鈕，具體包括:手動自動選擇開關、手動進氣啟動按鈕、手動進氣停止按鈕、手動排氣啟動按鈕、手動排氣停止按鈕、手動電源啟動按鈕、手動電源停止按鈕、自動運行按鈕、自動停止按鈕和消音按鈕。
[0010]該控制箱還包括備用信號輸出電路。
[0011]所述的指示燈包括進氣指示燈、排氣指示燈、換氣指示燈、保壓指示燈、低限報警指示燈、高限報警指示燈、柜門開報警指示燈和器件腔主電源指示燈。
[0012]所述的語音模塊為:用于低限報警、高限報警和柜門開報警的語音模塊。
[0013]該控制箱還包括揚聲器，揚聲器的輸入端連接語音模塊的輸出端。
[0014]本實用新型優點:
[0015]本實用新型提出一種防爆正壓控制箱，該控制箱內部增加了氣體排泄流量檢測裝置，讓流量監測結果參與元件腔體內部換氣控制，即換氣控制采用流量時間雙控制使設備運行更具實用性和安全性;該控制箱將PLC、觸摸屏及語音報警功能結合于一身，比起傳統正壓控制箱，有人性化顯示界面，人性化的報警體系，合理可靠的安全控制機制;本實用新型能夠檢測到腔體內部實際氣體排量，發現排量不足時繼續換氣直到腔內氣體排量達標為止，就可以杜絕此類不安全事故的發生；并且采用運行可靠性較高的PLC來進行自動控制，避免了人為控制而引發的危險。
[0016]本防爆正壓控制箱具體功能:
[0017]1、壓差檢測，實時壓差數字顯示；
[0018]2、氣體流量檢測，流量數字顯示；
[0019]3、壓差控制、壓差上限下限可設定；
[0020]4、實現手動和自動雙控制；
[0021 ] 5、壓差上下限超限自動切斷元件腔動力電源；
[0022]6、換氣量采用流量時間雙控制；
[0023]7、設置柜門連鎖開關，元件腔柜門打開自動切斷動力電源；
[0024]8、柜門打開、壓差超限時指示燈語音雙報警；
[0025]9、相關備用信號輸出。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型一種實施例的防爆正壓控制箱內部電路結構示意圖；
[0027]圖2為本實用新型一種實施例的防爆正壓控制箱的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型一種實施例做進一步說明。
[0029]本實用新型實施例中，本防爆正壓控制箱可以應用在I區和2區危險場所，如圖1所示，防爆正壓控制箱包括控制腔、過渡腔和器件腔;其中，控制腔是一個防爆腔，它是壓差控制系統的主控中心，控制腔內部主要包括PLC、觸摸屏HM1、語音模塊YY、中間繼電器(KA3?KA8)、控制繼電器(KAl和KA2)、開關(手動自動選擇開關SAl)、按鈕(手動進氣啟動按鈕SBl、手動進氣停止按鈕SB2、手動排氣啟動按鈕SB3、手動排氣停止按鈕SB4、手動電源啟動按鈕SB5、手動電源停止按鈕SB6、自動運行按鈕SB7和自動停止按鈕SB8、消音按鈕XY ；)和指示燈(電源指示燈HR、進氣指示燈HR1、排氣指示燈HR2、換氣指示燈HG1、保壓指示燈HG2、低限報警指示燈HY1、高限報警指示燈HY2、柜門開報警指示燈HY3和器件腔主電源指示燈HR3);過渡腔用來放置揚聲器YSQ(揚聲器根據需要也可以放到箱外)、電纜、進氣管道、壓差變動送器及氣體調壓過濾器等元件;器件腔除了放置進放氣閥、安全泄壓閥、氣體流量計(流量傳感器)以外，大部分空間用來放置用戶需防爆保護的器件，包括各種儀表、報警裝置、PLC、微電腦、觸摸屏、變頻器、軟啟動器、數據采集(煙霧、可燃氣體濃度、壓力、溫度)傳感器斷路器、交流接觸器、繼電器、轉換開關、指示燈等各種元器件。
[0030]本實用新型實施例中，所述的語音報警模塊采用JQE960型；揚聲器采用BYS-25W型號;氣體流量變送器采用4?20mA輸出；壓差變送器采用DPST-DR 420-1 M1-33型號;觸摸屏采用MCGS10”型號；可編程控制器采用6ES7214-2AS23-0XB8型號；中間繼電器采用RXM4LB2BD DC24V型號；控制繼電器采用CAD50BDC DC24V;還設置有交流接觸器連接器件腔主電源，交流接觸器采用LC1D-T80AM74極NO AC220V；
[0031]本實用新型實施例中，如圖1所示，觸摸屏的輸出端連接PLC，手動自動選擇開關SAI的①連接PLC的0.0引腳，SAI的③連接PLC的0.1引腳，手動進氣啟動按鈕SB I連接PLC的0.2引腳，手動進氣停止按鈕SB2連接PLC的0.3引腳，手動排氣啟動按鈕SB3連接PLC的0.4引腳，手動排氣停止按鈕SB4連接PLC的0.5引腳，手動電源啟動按鈕SB5連接PLC的0.6引腳，手動電源停止按鈕SB6連接PLC的0.7引腳，自動運行按鈕SB7連接PLC的1.1引腳，自動停止按鈕SB8連接PLC的1.2引腳;PLC的0.0輸出端連接控制繼電器KAl，PLC的0.1輸出端連接控制繼電器KA2，PLC的0.2輸出端連接中間繼電器KA3，PLC的0.3輸出端連接中間繼電器KA4，PLC的0.4輸出端連接中間繼電器KA5，PLC的2M輸出端連接中間繼電器KA6，PLC的0.5輸出端連接中間繼電器KA7，PLC的0.6輸出端連接中間繼電器KA8 ；中間繼電器KAl的第一常開觸點兩端分別連接進氣指示燈HRl和電源；中間繼電器KA2的第一常開觸點兩端分別連接排氣指示燈HR2和電源；中間繼電器KA3的第一常開觸點兩端分別連接低限報警指示燈HYl和電源；中間繼電器KA4的第一常開觸點兩端分別連接高限報警指示燈HY2和電源沖間繼電器KA5的第一常開觸點兩端分別連接柜門開報警指示燈HY3和電源；中間繼電器KA6的第一常開觸點兩端分別連接換氣指示燈HGl和電源；中間繼電器KA7的第一常開觸點兩端分別連接保壓指示燈HG2和電源；中間繼電器KA8的第一常開觸點兩端分別連接器件腔主電源指示燈HR3和電源；中間繼電器KA3的第二常開觸點的一端連接語音模塊的SI引腳，另一端通過消音按鈕連接到GND，中間繼電器KA4的第二常開觸點一端連接語音模塊的S2引腳，另一端通過消音按鈕連接到GND，中間繼電器KA5的第二常開觸點一端連接語音模塊的S3引腳，另一端通過消音按鈕連接到GND;壓差變送器的輸出端連接線、流量傳感器的輸出端連接線和柜門連鎖開關Kl的連接線穿過過渡腔連接PLC;所述的進氣閥和排氣閥通過控制繼電器KAl的第二常開第三常開觸點和KA2的第二常開第三常開觸點連接電源。
[0032]本實用新型實施例中，可編程序控制器PLC，它是本防爆正壓控制箱的主要控制器件，它具有若干模擬量開關量輸入輸出通道和控制中心CPU及數據存儲器RAM/R0M，在它的內部事先保存有一套特殊設計的控制程序，CPU通過這套程序將采集的壓差信號和流量信號進行運算處理，再根據其它按鈕開關等信號的輸入情況，作出不同輸出控制。觸摸屏是一款能夠實現模擬量數字量參數設置顯示的人機界面，用來顯示壓差流量及其它運行狀態。壓力變送器完成元件腔壓力檢測，并將檢測壓力轉換為標準4-20mA信號，輸入到PLC中。流量變送器完成元件腔排氣流量檢測，并將檢測流量轉換為標準4-20mA信號，輸入到PLC中。語音報警模塊是一款能夠實現語音報警控制輸出的功能模塊，它的上面設有USB電腦接口和4M非易失性存儲器，可事先利用特制的計算機軟件分別將柜門開啟、壓差上下限報警語音(可按照用戶的要求制作報警音)下載到語音報警模塊的存儲器中。使用時通過外部的不同跳線選擇不同的報警語音內容。交流接觸器是元件腔中器件腔主電源的控制開關。中間繼電器是一種中間控制器件，每當中間繼電器通斷時，其所控制的相應的交流接觸器或指示燈、報警語音選擇及電磁閥等跟隨動作，以完成不同的控制。轉換開關、按鈕、限位開關供設備及操作人員完成各種開關量輸入操作。揚聲器作為語音報警的執行器件。電磁閥作為本防爆正壓控制箱進氣排氣執行器件。氣體安全泄壓閥和氣體調壓器作為本防爆正壓控制箱安全控制組件。當器件腔內壓力超出極限時氣體安全泄壓閥自動打開。氣體調壓器調節進氣壓力，并實行進氣過濾作用，保證進入器件腔的壓縮空氣為潔凈氣體。
[0033]本實用新型實施例中，如圖1所示，該控制箱還包括備用信號輸出電路。
[0034]這種控制箱的操作一般如下:
[0035]1、首次運行之前進行設備調試；
[0036]2、設備每次通電運行前要先進行換氣，將內部可能存在的可燃氣體排出箱體更換為安全氣體，然后再進行正常的壓差控制，等壓差穩定于控制范圍內時，才允許器件腔施加動力電投入工作；
[0037]3、結束工作時，先關閉運行負載，再斷開器件腔的動力電，第三停止換氣控制系統，最后關閉氣源；
[0038]本實用新型實施例中，結合圖1和圖2闡述防爆正壓控制箱的工作過程:
[0039]本控制柜主要控制器件是PLC，它實時監測模擬和數字輸入，并根據輸入情況的變化做出相應的輸出控制。
[0040]觸摸屏在調試時由專業人員進行參數輸入，如壓差控制上下限、壓差報警上下限、換氣流量、換氣時間等，在實際使用過程中除了顯示以上參數外，還顯示實時壓差，實時換氣流量，實時換氣時間及運行階段指示、閥狀態指示、器件腔主電源狀態指示、報警狀態指不等。
[0041 ] PLC控制分為手動和自動，當轉換開關SAl指向手動時，PLC進入手動控制，當轉換開關SAl指向自動時PLC進入自動控制，當轉換開關SAl指向停止時，PLC切斷器件腔主電源、進排氣閥電源，進入停機控制階段。
[0042]在手動運行時，如果按進氣啟動SBl/停止SB2按鈕，繼電器KAl跟隨通斷，相對應帶動進氣閥導通和關斷，進氣指示燈HRl也同時跟隨亮滅;如果按排氣啟動SB3/停止SB4按鈕，繼電器KA2跟隨通斷，相對應帶動排氣閥導通和關斷，排氣指示燈HR2也同時跟隨亮滅;如果按電源啟動SB5/停止SB6按鈕，繼電器KA8跟隨通斷，相對應帶動器件腔主電源交流接觸器KMl通斷，主電源指示燈HR3也同時跟隨亮滅;進排氣閥同時打開時進入換氣控制階段，如果換氣時間和換氣流量均滿足設定量，箱體自動進入保壓控制階段，在保壓控制階段PLC自動完成壓差的檢測，當壓差<50pa時，KAl得電，進氣閥打開進氣，當壓差>150pa時KAl失電，進氣閥關閉停止進氣。當壓差<30pa時，KA8斷電，KAl，KA3得電，主電源KMl自動斷開，進氣閥自動打開，低壓差報警指示燈HYl亮，同時低壓差報警語音通過揚聲器開始播放;壓差>170pa時，KAl斷電，KA2，KA4得電，進氣閥自動關閉，排氣閥自動打開，高壓差報警指示燈HY2亮，同時高壓差報警語音通過揚聲器開始播放;在運行的過程中，實時檢測柜門連鎖開關Kl，如果Kl打開，KA8自動斷電，元件腔主電源KMl斷開，KA5得電，柜門打開報警指示燈HY3亮，同時柜門打開報警語音通過揚聲器開始播放；當程序分別運行在換氣階段和保壓階段時，中間繼電器KA6和KA7分別導通，相對應的換氣HG I指示燈和保壓HG2指示燈分別點亮，用來指明此時運行的階段。PLC程序只有運行在保壓階段，主電源啟動SB5/停止SB6按鈕的控制才有效。
[0043I 在自動運行時，如果按自動運行SB7按鈕，自動運行立即進入換氣運行階段，此時中間繼電器KA6導通，指示燈HGl亮，KAl、KA2同時吸合，進排氣閥同時打開，此時進入換氣控制階段，如果換氣時間和換氣流量任一項不滿足設定要求，換氣階段繼續，直到換氣時間和換氣流量均滿足設定要求時，KA2斷開，停止排氣，KA6斷開，指示燈HGl熄滅，退出換氣控制階段。之后程序自動進入保壓控制階段，中間繼電器KA7導通，指示燈HG2亮，此階段PLC自動完成壓差的檢測，當壓差<50pa時KAl得電，進氣閥進氣，當壓差>150pa時KAl失電，進氣閥停止進氣。當壓差<30pa時，KA8斷電，KAl，KA3得電，器件腔主電源KMl自動斷開，進氣閥自動打開，低壓差報警指示燈HYl亮，同時低壓差報警語音通過揚聲器開始播放;壓差> 170pa時，KAl斷電，KA2，KA4得電，進氣閥自動關閉，排氣閥自動打開，高壓差報警指示燈HY2亮，同時高壓差報警語音通過揚聲器開始播放;在運行的過程中，實時檢測柜門連鎖開關Kl，如果KI打開，KA8自動斷電，KA5導通，器件腔主電源KMl斷開，柜門打開報警指示燈HY3亮，同時柜門打開報警語音通過揚聲器開始播放;隨時按自動停止SB8按鈕，程序關斷主電源、進排氣閥電源，停止自動運行。
[0044]在停機控制階段，PLC只檢測柜內壓差和柜門連鎖狀態，并當壓差超限或柜門打開時做出相應的指示燈和語音報警，不做其他控制。
[0045]在運行的全過程當中，當有語音報警時，可以通過按動XY按鈕，實現消音控制。
[0046]在運行的過程中，轉換開關SA的狀態和各種中間繼電器及控制繼電器、交流接觸器的輸出狀態通過接線端子實現對外備用輸出。
【主權項】
1.一種防爆正壓控制箱，其特征在于，該控制箱包括控制腔、過渡腔和器件腔，其中，控制腔內部主要包括PLC、觸摸屏、語音模塊、中間繼電器、控制繼電器、開關、按鈕和指示燈；所述的過渡腔主要包括用于檢測器件腔內氣壓的壓差變送器;所述的器件腔主要包括用于檢測器件腔內排氣管道氣體流量的流量傳感器、進氣閥、排氣閥、柜門連鎖開關和被保護元件； 所述的控制腔中，觸摸屏的輸出端、開關的輸出端和按鈕的輸出端連接PLC的輸入端，PLC的輸出端連接中間繼電器的輸入端和控制繼電器的輸入端;所述的指示燈與中間繼電器的常開觸點和控制繼電器的常開觸點相連接，所述的語音報警模塊的輸入端與用于報警輸出的中間繼電器的另一常開觸點連接； 所述的過渡腔中，壓差變送器的輸出端連接PLC; 所述的器件腔中，流量傳感器的輸出端連接線和柜門連鎖開關的連接線穿過過渡腔連接PLC;所述的進氣閥和排氣閥通過控制繼電器的其他常開觸點連接電源。2.根據權利要求1所述的防爆正壓控制箱，其特征在于，所述的開關、按鈕，具體包括:手動自動選擇開關、手動進氣啟動按鈕、手動進氣停止按鈕、手動排氣啟動按鈕、手動排氣停止按鈕、手動電源啟動按鈕、手動電源停止按鈕、自動運行按鈕、自動停止按鈕和消音按鈕。3.根據權利要求1所述的防爆正壓控制箱，其特征在于，該控制箱還包括備用信號輸出電路。4.根據權利要求1所述的防爆正壓控制箱，其特征在于，所述的指示燈包括進氣指示燈、排氣指示燈、換氣指示燈、保壓指示燈、低限報警指示燈、高限報警指示燈、柜門開報警指示燈和器件腔主電源指示燈。5.根據權利要求1所述的防爆正壓控制箱，其特征在于，所述的語音模塊為:用于低限報警、高限報警和柜門開報警的語音模塊。6.根據權利要求1所述的防爆正壓控制箱，其特征在于，該控制箱還包括揚聲器，揚聲器的輸入端連接語音模塊的輸出端。
【專利摘要】本實用新型屬于電氣控制設備技術領域，具體涉及一種防爆正壓控制箱，該控制箱包括控制腔、過渡腔和器件腔，其中，控制腔內部主要包括PLC、觸摸屏、語音模塊、中間繼電器、控制繼電器、開關、按鈕和指示燈；所述的過渡腔主要包括用于檢測器件腔內氣壓的壓差變送器；所述的器件腔主要包括用于檢測器件腔內排氣管道氣體流量的流量傳感器、進氣閥、排氣閥、柜門連鎖開關和被保護元件；控制箱內部增加了氣體排泄流量檢測裝置，讓流量監測結果參與元件腔體內部換氣過程，即換氣過程采用流量時間雙控制使設備運行更具實用性和安全性；該控制箱將PLC、觸摸屏及語音報警功能結合于一身，相對傳統正壓控制箱，有人性化顯示界面，人性化的報警體系。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN205384497
【申請號】CN201620160396
【發明人】李炎
【申請人】沈陽市中興防爆電器總廠有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月2日